Наверное, каждый из нас при выборе компьютерного комплектующего сталкивался с непонятными названиями, которые могли бы повлиять на совместимость устройств. Так, не разобравшись с нужными разъемами, пользователь получал сбой системы или другие подобные проблемы.

Обычно с потребностью изучать интерфейсы не сталкиваются те, кто купил готовый ПК. Это нужно тем, кто самостоятельно собирает систему, от материнской платы до термопасты, либо у кого возникли проблемы с одним из устройств и требуется замена.

Что это?

Интерфейс SATA - это интерфейс с последовательной схемой, который позволяет обмениваться информацией с накопителями. На материнской плате есть разъем SATA, а в комплекте такой же коннектор.

Начало

Этот тип разъемов появился благодаря предыдущему, с похожим именем ATA. Он имел параллельную схему, но заметно устарел, особенно к 2017 году. Вообще, его замена начала планироваться в 2000 году. Тогда компания Intel собрала вокруг себя специалистов, которые вошли в специальную группу разработчиков. Так сюда входили ныне известные партнеры Seagate, Dell, Quantum, Maxtor и др.

Уже спустя пару лет интерфейс жесткого диска SATA стал реальным для производителей устройств. В 2002 году на рынок вышли первые материнские платы с этим разъемом. Он начал использоваться в качестве передатчика данных через устройства сети. Уже на следующий год его внедрили в современные вариации материнки.

Новинка

Нужно сказать, что новинка совместима на программном уровне со всеми аппаратными девайсами и является высокоскоростным передатчиком данных. Если у PATA 40 контактов, то для SATA их всего 7. Кабель занимает небольшую площадь, поэтому сопротивление воздуха значительно уменьшается, а поэтому комплектующие системы не перегреваются. Намного проще теперь с проводами внутри системника.

Кабель также сделали более качественным, чтобы можно было не бояться за его состояние после многократного подключения. Также переработан питающий кабель. Кстати, он подает сразу три напряжения по нескольким линиям: +12, +5 и +3,3 В. Учитывая то, что современные девайсы в большей степени перешли на работу линии +3,3 В, поэтому часто используют пассивный переходник, который часто встречается в комплекте с материнской платой: IDE на SATA. Есть комплектующие, которые, помимо питания SATA, могут также обзавестись форматом Molex.

Интересно, что интерфейс SATA привнес и новую технологию подключения, которое ранее использовал PATA. Теперь редко по два устройства размешаются на одном шлейфе. Каждый девайс получил свой провод, поэтому они теперь работают самостоятельно, независимо друг от друга. Так избавились от множества проблем, связанных с одновременной работой, монтажом системы, нетерменированными шлейфами и т.д.

Разнообразие

Как уже говорилось ранее, интерфейс получил два типа: один 7-контактный, второй 15-контактный. Первый вариант используется для соединения шины данных, второй вариант рассчитан конкретно для питания. Стандарт позволяет пользователям смену конфигурации, так возможно 15-контактный поменять на тип Molex, который имеет 4 контакта. Но стоит понимать, что если при этом запустить оба типа силовых разъемов, то устройство даст сбой и придется приобретать новое.

Интерфейс накопителей SATA работает по двум каналам передачи информации: от устройства к контроллеру и обратно. Наделили стандарт технологиями разных типов. К примеру, есть функция LVDS, которая отвечает за передачу сигнала.

На этом типы разъемов не заканчиваются. Есть также 13-контактный вариант, который чаще можно найти на серверах, гаджетах и других тонких девайсах. Этот разъем совмещен и состоит из 7- и 6-контактного. Есть на этот случай и переходник.

Мини-версия

Прежде чем мы узнаем типы SATA-интерфейсов, стоит сказать о еще одном разъеме, который появился в ревизии 2.6. Версия slimline была разработана на малогабаритные устройства. Имеются в виду оптические приводы в ноутбуках. Относительно своей старшей версии оба разъема несовместимы, поскольку есть разница ширины коннектора питания, а также уменьшен шаг контактов. Кроме того, такой коннектор работает лишь по одной линии напряжения +5 В. Но в целом для каждого подобного разъема есть недорогие переходники.

Первый тип

Интерфейсы дисков SATA представлены в широком разнообразии. На протяжении 15 лет их совершенствовали, улучшали, дорабатывали и переделывали. В итоге первая ревизия вышла со скоростью до 1,5 Гбит/с. Стандарт представили в 2003 году. Он был рассчитан на работу с частотой 1,5 Гц, которая обеспечивала пропускную способность 150 Мбайт/с. Учитывая, что это были первые попытки разработать интерфейс, то подобный результат был практически идентичен показателям Ultra ATA. Несмотря на одинаковые цифры, все же главным преимуществом новинки считалась последовательная шина вместо параллельной.

Можно было бы предположить, что такая технология все же уступает в скорости, но все недостатки компенсировались благодаря работе на высоких частотах. Этот вариант был доступен из-за того, что синхронизация каналов перестала быть необходимой, а помехоустойчивость шнура возросла.

Второй тип

Вторая ревизия стала известна уже на следующий год. Её скорость заметно возросла, как и частота. Теперь спецификация работала при 3 ГГц, при этом пропускная способность составила 3 Гбит/с. Среди новинок также отметили появление фирменного контроллера чипсета nForce 4. Так получилось, что сразу никто не заметил, что обе ревизии перестали быть совместимы. Хотя теоретически это подразумевалось, если принимать во внимание согласование скоростей. Но на деле оказалось, что некоторые устройства и контроллеры требовали ручного режима работы, все параметры необходимо было самостоятельно регулировать.

Третий тип

Эта ревизия стала известна лишь спустя 5 лет, в 2008 году. Значение скорости интерфейса SATA составило уже 6 Гбит/с. Разработчики постарались сохранить синхронизацию не только кабелей и разъемов, но и обмена протоколов.

Новинка позже получила еще две версии. Так появились типы 3.1 и 3.2. Первый вариант обзавелся mSATA, так называемым вариантом для мобильных устройств. Также стала известна технология, при которой в режиме ожидания оптический привод перестал потреблять энергию. Улучшилась работа SSD-накопителей, что привело к их популярности. Также ревизия 3.1 обзавелась хост-идентификацией способностей девайса и заниженным энергопотреблением.

Ревизия 3.2 получила еще одно имя Express. Изменилась немного конструкция, при которой порт выглядит как два собранных разъема в длину. Таким образом, появилась возможность использовать два вида накопителей с SATA и SATA Express. Скорость возросла до 8 Гбит/с, если подключать только через один порт, если же использовать сразу два - то 16 Гбит/с. Кроме всего прочего, из новинок к этой ревизии относят новый интерфейс µSSD.

Разновидность

Помимо основных типов, интерфейс (HDD) SATA обзавелся модификациями. Так в 2004 году стал известен eSATA, который позволял подключать внешние устройства, при этом возможно было использовать «горячую замену».

Этот стандарт имеет целый ряд особенностей. К примеру, разъемы не такие хрупкие, как у первоначального типа. Они создаются специально для многократного подключения. Они не совместимы с SATA, а также получили экранирование разъема.

Чтобы использовать такой тип, необходимо обзавестись двумя проводами, среди которых есть шина данных и кабель питания. Также решено было удлинить провод до 2 метров, чтобы потерь не стало больше, изменили уровни сигналов.

Уменьшенный

В 2009 году появился еще один SATA-интерфейс, но с уменьшенными параметрами. Mini-SATA считается форм-фактором твердотельных накопителей. Обычно такие устройства имеют небольшие размеры 61х30х3 мм. Такие жесткие диски размещают в нетбуках и других девайсах, которые принимают уменьшенные копии SSD-дисков. Сам разъем для них называется mSATA и копирует PCI Express Mini Card. Между собой оба типа совместимы электрически, но нуждаются в переключении.

Недоработка

Также известен миру eSATAp, который был разработан из eSATA. Его главной задачей было совместить интерфейс вместе со знакомым нам USB2.0. Его преимуществом считалась передача информации по каналам +5 и +12 В. Был также аналогичный вариант для ноутбуков.

Перспектива

Несмотря на то что интерфейс SATA еще функционирует активно в разных устройствах, его развивают и разрабатывают, на рынке появляется множество аналогов, которые в будущем могут стать заменой этому стандарту. SAS, к примеру, несколько быстрее, надежнее, хотя и дороже. Совместим с SATA, но потребляет больше энергии.

Thunderbolt также показал себя с положительной стороны. Рассчитан на подключение периферийных устройств к ПК. Появился впервые в 2010 году. Компания Intel разработала этот тип для замены всех популярных интерфейсов. Скорость передачи достигает 10 Гбит/с, длина до 3 метров, поддерживает множество полезных протоколов, а также возможность «горячего подключения».

Вид HDD с интерфейсом IDE:

Вид HDD с интерфейсом SATA:

Вид HDD с интерфейсом SATA2:

В принципе SATA и SATA II внешне ничем не отличаются. Отличия в скорости передачи данных в 2 раза.

• IDE скорость передачи данных равна 32 - 58 Мб/сек.
• SATA - 1.5Гбит/сек.
• SATA II - 3Гбит/сек.
• SATA III - 6Гбит/сек.

Для IDE-шных HDD нужны свои шлейфы а для SATA-шных - свои:

А теперь более подробнее о SATA / SATA2 / SATA3

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

SATA или SATA Revision 1.x (до 1.5 Гбит/с)
Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8B/10B, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт большей помехоустойчивости кабеля. Это достигается меньшим числом проводников и объединением информационных проводников в две витые пары, экранированные заземлёнными проводниками.

SATA2 или SATA Revision 2.x (до 3 Гбит/с)
Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.0. Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на HDD фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

SATA3 или SATA Revision 3.x (до 6 Гбит/с)
Спецификация SATA Revision 3.0 предусматривает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (практически до 4,8 Гбит/с - 600 МБ/с). В числе улучшений SATA Revision 3.0 по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также будет сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена. Кстати, консорциум SATA-IO предостерегает от применения для обозначения поколений SATA доморощенных терминов вроде SATA III, SATA 3.0 или SATA Gen 3. Полное правильное название спецификации — SATA Revision 3.0; название интерфейса — SATA 6Gb/s.

Описание SATA
SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 2.x).

Стандарт SATA не предусматривает горячую замену активного устройства (используемого Операционной Системой) (вплоть до SATA Revision 3.x), дополнительно подключенные диски отключать можно постепенно - питание, шлейф, а подключать в обратном порядке - шлейф, питание. После отключения\подключения диска нужно в диспетчере задач обновить конфигурацию.

Разъёмы SATA
SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex.
Использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства.

Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.

Что такое eSATA?
eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены» (англ. Hot-plug). Был создан несколько позже SATA (в середине 2004). Основные особенности eSATA:
Разъёмы менее хрупкие и конструктивно рассчитаны на большее число подключений.
Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания. В новых спецификациях планируется отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA-устройств.
Длина кабеля увеличена до 2 м. Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB или IEEE 1394. Существенно снижается нагрузка на центральный процессор. Уменьшены требования к сигнальным напряжениям по сравнению с SATA.

Что такое Power eSATA
Изначально eSATA передаёт только данные. Для питания должен использоваться отдельный кабель. Компания MicroStar создала новый вид eSATA-разъёма, совместив eSATA (для данных) с USB (для питания). Новый вид разъёма имеет название Power eSATA.

Что такое SAS

Интерфейс SAS (англ. Serial Attached SCSI) обеспечивает подключение по физическому интерфейсу, аналогичному SATA, устройств, управляемых набором команд SCSI. Обладая обратной совместимостью с SATA, он даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI — не только HDD, но и сканеры, принтеры и др. По сравнению с SATA, SAS обеспечивает более развитую топологию, позволяя осуществлять параллельное подключение одного устройства по двум или более каналам. Также поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS-устройств к одному порту.

SAS и SATA2 в первых редакциях были синонимами. Но, позже производители посчитали, что реализовывать SCSI полностью в настольных компьютерах нецелесообразно, поэтому мы сейчас наблюдаем такое разделение. К слову, такие высокие скорости, заложенные в стандарте SATA, на первый взгляд могут показаться излишними — обычный SATA HDD использует, в лучшем случае, 40-45 % пропускной способности шины. Однако работа с буфером винчестера происходит на полной скорости интерфейса.

«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATA
Существуют платы, позволяющие подключать устройства SATA к IDE-контроллерам и наоборот. Это активные устройства (которые, по сути, имитируют устройство и контроллер в одной микросхеме). Такие устройства требуют питания (обычно 5 или 12 вольт), подключаются к разъёмам Molex серии 8981 (обычно маленький).